JPS61224823A - 保護継電器 - Google Patents
保護継電器Info
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- JPS61224823A JPS61224823A JP60066040A JP6604085A JPS61224823A JP S61224823 A JPS61224823 A JP S61224823A JP 60066040 A JP60066040 A JP 60066040A JP 6604085 A JP6604085 A JP 6604085A JP S61224823 A JPS61224823 A JP S61224823A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ディジタル計算機を用いて電力系統の動作
状態を判定し機器を保護する保護継電器に関するもので
ある。
状態を判定し機器を保護する保護継電器に関するもので
ある。
第４図は例えば、特開昭５５−２３７７９号公報に示さ
れた保護継電装置を示す原理図で、図において、２１は
系統の電流量を整流し平滑する整流平滑要素、２２は前
記系統の各電流量をベクトル加算するベクトル加算要素
、２３は前記整流平滑された各電流量を加算するスカラ
ー加算要素、２４は前記ベクトル加算量を整流平滑する
整流平滑要素、２５は前記ベクトル加算量（動作量）と
スカラー加算量（抑制量）とを比較判定する比較判定要
素、２６は前記の判定結果を出力する出力要素である。
れた保護継電装置を示す原理図で、図において、２１は
系統の電流量を整流し平滑する整流平滑要素、２２は前
記系統の各電流量をベクトル加算するベクトル加算要素
、２３は前記整流平滑された各電流量を加算するスカラ
ー加算要素、２４は前記ベクトル加算量を整流平滑する
整流平滑要素、２５は前記ベクトル加算量（動作量）と
スカラー加算量（抑制量）とを比較判定する比較判定要
素、２６は前記の判定結果を出力する出力要素である。
次に第４図の動作原理を演算式（１） 、 （２）式で
示す１１Σ工１１１ ≧に、×（ΣＩｔ Ｉｔ Ｉｔ
） ＋ Ｋ−・・・（１）１
．１（ｌｌＩ’ｌｌ ＝ Ｈ’ ＋ ＋
＋亡′ｌ ＋に、Ｘ ｌｌＩ’ｌ −ＩＩ’−”＋１
） ・・・（２）ここで、工１はｔ時刻罠サンプリ
ングされた電流量で、添字のｉは端子番号である。また
、ΣＩＩはベクトル加算、１１ Ｉ’ Ｉｔは整流平滑
、Σｌ１ｌｔ’ｌｌ はヌカ２一加算を意味し、札、
Ｋ１． Ｋ、は定数である。また、前記例ではサンプ
リング周波数を系統周波数の１２倍（３００サンプリン
グ）としである。
示す１１Σ工１１１ ≧に、×（ΣＩｔ Ｉｔ Ｉｔ
） ＋ Ｋ−・・・（１）１
．１（ｌｌＩ’ｌｌ ＝ Ｈ’ ＋ ＋
＋亡′ｌ ＋に、Ｘ ｌｌＩ’ｌ −ＩＩ’−”＋１
） ・・・（２）ここで、工１はｔ時刻罠サンプリ
ングされた電流量で、添字のｉは端子番号である。また
、ΣＩＩはベクトル加算、１１ Ｉ’ Ｉｔは整流平滑
、Σｌ１ｌｔ’ｌｌ はヌカ２一加算を意味し、札、
Ｋ１． Ｋ、は定数である。また、前記例ではサンプ
リング周波数を系統周波数の１２倍（３００サンプリン
グ）としである。
次に第４図の動作について説明する。すなわち、サンプ
リングされた電力系統の夫々の電流量Ｉｔｔは整流平滑
要素２１により、（２）式のように整流平滑されてｌＩ
Ｉ＋ Ｉｔ となり、スカラー加算要素２３によりス
カラー加算されてΣｌｌ Ｉｔ Ｉｔ となる。また
、上記夫々の電流量りはベク）ｙ加算要素２２によって
ベクトル加算され、さらに整流平滑要素２４で整流平滑
され、１１ΣＩｉ Ｉｔ となる。比較判定要素２５で
は、前記スカラー加算要素２３の出力ΣｌＩＩ＋’ｌｌ
に適当な定数が乗算され、前記整流平滑要素２４の出力
１１ΣＩｔ Ｉｔとともに（１）式の判定が行なわれる
。
リングされた電力系統の夫々の電流量Ｉｔｔは整流平滑
要素２１により、（２）式のように整流平滑されてｌＩ
Ｉ＋ Ｉｔ となり、スカラー加算要素２３によりス
カラー加算されてΣｌｌ Ｉｔ Ｉｔ となる。また
、上記夫々の電流量りはベク）ｙ加算要素２２によって
ベクトル加算され、さらに整流平滑要素２４で整流平滑
され、１１ΣＩｉ Ｉｔ となる。比較判定要素２５で
は、前記スカラー加算要素２３の出力ΣｌＩＩ＋’ｌｌ
に適当な定数が乗算され、前記整流平滑要素２４の出力
１１ΣＩｔ Ｉｔとともに（１）式の判定が行なわれる
。
息
その結果（１）式が成立すれば、動作信号が前記比較判
定要素２５より出力される。出力要素２６は、前記の動
作信号に適当な時限をもたせて最終的な動作出力信号と
して出力する。
定要素２５より出力される。出力要素２６は、前記の動
作信号に適当な時限をもたせて最終的な動作出力信号と
して出力する。
前記の演算式では、（１）式中の４を最小動作値、Ｋ１
を比率として第５図の一般的な差動保護継電器の動作特
性における実線（イ）で示された差動特性を得ようとし
ているため、瞬時値を整流しただけでは脈動となり、サ
ンプリング位相により動作特性にばらつきが発生するた
め、例えば（２）式の様に整流平滑演算を行なわなけれ
ばならない。この（２）式の演算により４相整流の様な
形になり動作値誤差を小さくでき、差動特性のサンプリ
ング位相によるばらつきを少なくしようとしている。
を比率として第５図の一般的な差動保護継電器の動作特
性における実線（イ）で示された差動特性を得ようとし
ているため、瞬時値を整流しただけでは脈動となり、サ
ンプリング位相により動作特性にばらつきが発生するた
め、例えば（２）式の様に整流平滑演算を行なわなけれ
ばならない。この（２）式の演算により４相整流の様な
形になり動作値誤差を小さくでき、差動特性のサンプリ
ング位相によるばらつきを少なくしようとしている。
従来の保護継電器は以上のように構成されているので、
例えば母線保護に適用するような多端子情報を扱う場合
には、（２）式の演算処理に膨大な時間がかかることに
なり、システムの応動時間や、計算機の処理能力に強い
制約を与える等の問題点があった。
例えば母線保護に適用するような多端子情報を扱う場合
には、（２）式の演算処理に膨大な時間がかかることに
なり、システムの応動時間や、計算機の処理能力に強い
制約を与える等の問題点があった。
この発明は前記のような問題点を解消するため罠なされ
たもので、演算処理が容易で、高速に応動し、かつ、安
定な動作特性を有する保護継電器を得ることを目的とす
る。
たもので、演算処理が容易で、高速に応動し、かつ、安
定な動作特性を有する保護継電器を得ることを目的とす
る。
この発明に係る保護継電器は、下記の（３）式を原理式
として用い、（３）式を判定する第１の比較判定要素と
、（４）式を判定する第２の比較判定要素とのＡＮＤで
最終出力するように演算回路を構成したものである。
として用い、（３）式を判定する第１の比較判定要素と
、（４）式を判定する第２の比較判定要素とのＡＮＤで
最終出力するように演算回路を構成したものである。
１ΣＩ＋’ ｌ ＝ｍ６（ｍａｘｌ Ｉｔ’ ｌ −ｍ
、Ｘｍａｘ （ｌΣＩ＋ｌ、ＩΣ工１１′″ｔａ 、
＞ ｉ≧０・・・ （３） １１ぞ工１１１ ≧４ ・・・ （４）但し、（
Ｖは内が正値のみ有効としく前記以外は零）、ｍ、、ｍ
ｌ、ＫＩ、は定数であり、Ｌ はｔａ時刻前のサンプル
量を表わす。
、Ｘｍａｘ （ｌΣＩ＋ｌ、ＩΣ工１１′″ｔａ 、
＞ ｉ≧０・・・ （３） １１ぞ工１１１ ≧４ ・・・ （４）但し、（
Ｖは内が正値のみ有効としく前記以外は零）、ｍ、、ｍ
ｌ、ＫＩ、は定数であり、Ｌ はｔａ時刻前のサンプル
量を表わす。
この原理式を用いることにより、原理的に系統の電流瞬
時値で第１の比較判定要素は判定演算が可能になる。
時値で第１の比較判定要素は判定演算が可能になる。
以下、この発明の一実施例について説明する。
まず、第１図において、１はサンプリングされた系統の
電流量を整流する整流要素、２は前記整流された電流量
の瞬時最大値（抑制量）を選出する第１の最大値導出要
素、３は前記系統の電流量をベクトル加算するベクトル
加算要素、４は前記ベクトル加算量を整流する整流要素
、５は前記整流されたベクトル加算量を記憶する記憶要
素、６は前記整流されたベクトル加算要素３の加算量及
び記憶要素５で記憶された数サンプル前の加算量の最大
値（抑制々御量）を選出する第２の最大値導出要素、７
は前記抑制量と抑制々御量との差をとり、正ならば当該
差量を出力する比較要素、８は比較要素７より出力され
た当該差量と前記整流されたベクトル加算要素３の加算
量とを比較し、その大小関係により判定する第１の判定
要素、９は前記整流されたベクトル加算要素３の加算量
と記憶要素５に記憶された数サンプル前のベクトル加算
量の２乗和をとる実効値演算要素、１０は前記２乗和を
基準値と比較し、その大小関係に−より判定する第２の
判定要素、１１は前記第１の判定要素８と第２の判定要
素１０の出力の論理積をとって最終出力とするＡＮＤ要
素、１２は（３）式の判定をする第１の比較判定要素（
以下比率要素という）、１３は（４）式の判定をする第
２の比較判定要素（以下差動要素という）である。
電流量を整流する整流要素、２は前記整流された電流量
の瞬時最大値（抑制量）を選出する第１の最大値導出要
素、３は前記系統の電流量をベクトル加算するベクトル
加算要素、４は前記ベクトル加算量を整流する整流要素
、５は前記整流されたベクトル加算量を記憶する記憶要
素、６は前記整流されたベクトル加算要素３の加算量及
び記憶要素５で記憶された数サンプル前の加算量の最大
値（抑制々御量）を選出する第２の最大値導出要素、７
は前記抑制量と抑制々御量との差をとり、正ならば当該
差量を出力する比較要素、８は比較要素７より出力され
た当該差量と前記整流されたベクトル加算要素３の加算
量とを比較し、その大小関係により判定する第１の判定
要素、９は前記整流されたベクトル加算要素３の加算量
と記憶要素５に記憶された数サンプル前のベクトル加算
量の２乗和をとる実効値演算要素、１０は前記２乗和を
基準値と比較し、その大小関係に−より判定する第２の
判定要素、１１は前記第１の判定要素８と第２の判定要
素１０の出力の論理積をとって最終出力とするＡＮＤ要
素、１２は（３）式の判定をする第１の比較判定要素（
以下比率要素という）、１３は（４）式の判定をする第
２の比較判定要素（以下差動要素という）である。
次に第１図の動作について説明する。まず、第１図のブ
ロック図を、ディジタル計算機を用いてプログラムで実
現すると、第２図のようなフローチャートが得られる。
ロック図を、ディジタル計算機を用いてプログラムで実
現すると、第２図のようなフローチャートが得られる。
すなわち、ステップｌにおいて、を時刻に系統の電流Ｉ
＋をサンプリングして量子化した該電流値をベクトル加
算要素３によって加算しＥＤ を計算し、ス゛テップ
２で前記電流量ＩＩの各々の絶対値の最大値Ｅｌｌ
を第１の最大値導出要素２で計算し、次にステップ３で
前記ベクトル加算要素３の加算量ＥＤ と１ｍ時刻前
のベクトル加算量ＥＤ の最大値（抑制々御ｉ−）
ＥＤ”を第２の最大値導出要素６で計算し、ステップ４
で前記Ｅｌ′とＥＤ”のｍ１倍の差をとり、正ならば当
該量を抑制量ＥＢ／ｌとし、負ならば抑制量Ｅｌ”を零
とする。ステップ５で前記抑制量Ｅ１″のｍ０倍と前記
ＥＤ′の大小とを比較要素７で比較し、後者の方が大き
いか、又は等しい時比率要素１２を動作とし、それ以外
のときは比率要素を不動作とする判定を第１の判定要素
８で行なう。また、ステップ６で前記Ｅｎ とｔｂ時
刻前のベクトル加算量ＥＤ”’ の２乗和Ｅ／ｌｈを
実効値演算要素９で計算し、ステップ７で前記Ｅ／１と
定数Ｃの大小関係を比較し、前者の方が大きいか、又は
等しい時、差動要素１３を動作とし、それ以外のときは
差動要素１３を不動作とする判定を第２の判定要素ｌＯ
で行う。次にステップ８で、ステップ５とステップ７で
の判定結果に基づき、比率要素１２と差動要素１３が両
者とも動作のときのみ総合動作としてＡＮＤ要素１１で
最終出力し、それ以外のときは総合不動作又は総合復帰
として最終出力する判定を行う。なお、ステップ１とス
テップ２、ステップ３とステップ４、ステップ２〜５と
ステップ６〜７は順序が逆であってもよい。また工！か
正げん波で変化するとき、時刻すを適当に設定すれば、
前記ＥＤ は実効値の２乗となることは既に明らかであ
るので、ここでの説明は省略する。
＋をサンプリングして量子化した該電流値をベクトル加
算要素３によって加算しＥＤ を計算し、ス゛テップ
２で前記電流量ＩＩの各々の絶対値の最大値Ｅｌｌ
を第１の最大値導出要素２で計算し、次にステップ３で
前記ベクトル加算要素３の加算量ＥＤ と１ｍ時刻前
のベクトル加算量ＥＤ の最大値（抑制々御ｉ−）
ＥＤ”を第２の最大値導出要素６で計算し、ステップ４
で前記Ｅｌ′とＥＤ”のｍ１倍の差をとり、正ならば当
該量を抑制量ＥＢ／ｌとし、負ならば抑制量Ｅｌ”を零
とする。ステップ５で前記抑制量Ｅ１″のｍ０倍と前記
ＥＤ′の大小とを比較要素７で比較し、後者の方が大き
いか、又は等しい時比率要素１２を動作とし、それ以外
のときは比率要素を不動作とする判定を第１の判定要素
８で行なう。また、ステップ６で前記Ｅｎ とｔｂ時
刻前のベクトル加算量ＥＤ”’ の２乗和Ｅ／ｌｈを
実効値演算要素９で計算し、ステップ７で前記Ｅ／１と
定数Ｃの大小関係を比較し、前者の方が大きいか、又は
等しい時、差動要素１３を動作とし、それ以外のときは
差動要素１３を不動作とする判定を第２の判定要素ｌＯ
で行う。次にステップ８で、ステップ５とステップ７で
の判定結果に基づき、比率要素１２と差動要素１３が両
者とも動作のときのみ総合動作としてＡＮＤ要素１１で
最終出力し、それ以外のときは総合不動作又は総合復帰
として最終出力する判定を行う。なお、ステップ１とス
テップ２、ステップ３とステップ４、ステップ２〜５と
ステップ６〜７は順序が逆であってもよい。また工！か
正げん波で変化するとき、時刻すを適当に設定すれば、
前記ＥＤ は実効値の２乗となることは既に明らかであ
るので、ここでの説明は省略する。
ｔｂ＝９ｆのとき（ＥＤ’５ ＋ （ＥＤ”″）！＝
ＩＥＤＩ （ｓｉｌｌωｔ＋ωＳωｔ）＝ｌＥＤｌ
となるまた、第２図中、各判定部は特性の安定化のため
の対策として複数回照合（自明なので説明省略）をする
こともできる。この発明によれば、前述の原理式（３）
で第５図の（イ）の実線を決定し、原理式（４）で第５
図の（７）の点線を決定することにより従来と同様の差
動特性が得られる。なお、原理式（３）は差動電流ＥＤ
”と抑制電流Ｂｉｔ”の比だけで判定するので、瞬時値
で演算判定ができ、（イ）の実線が原点を通る直線とな
るので、最終動作値と比率が独立に設定できるという特
徴をもつ。また、ｍｌに対しｍＱを大きく設定すること
により、（３）式の第２項の（）内が正になれば大きな
抑制量Ｅ、′ｔが発生するため、比率特性の限界付近が
非常に安定になる。また第３図のように端子電流の位相
が同位相、或いは逆位相でないような場合、瞬時的に原
理式（３）の第２項の（）内が正となる時間領域（ＥＲ
＞ＥＤ）に対して記憶された差動量ＥＤ で補償する
ことにより、この領域をなくし、位相特性で動作域が狭
くなるのを防ぐようにしている。なお第３図は２端子電
流の位相が１２０°の場合の各演算の波形を示す。
ＩＥＤＩ （ｓｉｌｌωｔ＋ωＳωｔ）＝ｌＥＤｌ
となるまた、第２図中、各判定部は特性の安定化のため
の対策として複数回照合（自明なので説明省略）をする
こともできる。この発明によれば、前述の原理式（３）
で第５図の（イ）の実線を決定し、原理式（４）で第５
図の（７）の点線を決定することにより従来と同様の差
動特性が得られる。なお、原理式（３）は差動電流ＥＤ
”と抑制電流Ｂｉｔ”の比だけで判定するので、瞬時値
で演算判定ができ、（イ）の実線が原点を通る直線とな
るので、最終動作値と比率が独立に設定できるという特
徴をもつ。また、ｍｌに対しｍＱを大きく設定すること
により、（３）式の第２項の（）内が正になれば大きな
抑制量Ｅ、′ｔが発生するため、比率特性の限界付近が
非常に安定になる。また第３図のように端子電流の位相
が同位相、或いは逆位相でないような場合、瞬時的に原
理式（３）の第２項の（）内が正となる時間領域（ＥＲ
＞ＥＤ）に対して記憶された差動量ＥＤ で補償する
ことにより、この領域をなくし、位相特性で動作域が狭
くなるのを防ぐようにしている。なお第３図は２端子電
流の位相が１２０°の場合の各演算の波形を示す。
また、前記実施例では、前述の（４）式の判定に２乗和
演算を用いるようにしたが、原理的にレベル判定である
ので、従来の実施例で説明した（２）式の整流平滑演算
か、或いは、（５）式のような積分演算であってもよく
、前記実施例と同様の効果を奏する。
演算を用いるようにしたが、原理的にレベル判定である
ので、従来の実施例で説明した（２）式の整流平滑演算
か、或いは、（５）式のような積分演算であってもよく
、前記実施例と同様の効果を奏する。
＝ １ΣＩ＋ １″＋ １ΣＩｕｌ ＋ＩΣＩｔ
Ｉ ＋・・・・ ・・費５）〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、原理的に系統電流の
瞬時値で演算判定が可能なように演算回路を構成したの
で、例えば母線保護のように端子数の多い場合には、前
述の（２）式のような整流平滑の必要がな（、演算時間
が少なくなり、かつ高速応動が可能であり、動作域の限
界付近で非常に安定な特性が得られるため、１台のディ
ジタル計算機に対しての処理量の負担が軽減される等の
効果がある。
Ｉ ＋・・・・ ・・費５）〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、原理的に系統電流の
瞬時値で演算判定が可能なように演算回路を構成したの
で、例えば母線保護のように端子数の多い場合には、前
述の（２）式のような整流平滑の必要がな（、演算時間
が少なくなり、かつ高速応動が可能であり、動作域の限
界付近で非常に安定な特性が得られるため、１台のディ
ジタル計算機に対しての処理量の負担が軽減される等の
効果がある。
第１図は、この発明の一実施例による系統の保護継電器
の動作原理ブロック図、第２図は第１図のフローチャー
ト図、第３図はこの発明の位相特性の補償原理図、第４
図は従来の保護継電器の動作原理ブロック図、第５図は
一般的な保護継電器の動作特性図である。 図において、ｌは整流要素、２は第１の最大値導出要素
、３はベクトル加算要素、４は整流要素、５は記憶要素
、６は第２の最大値導出要素、７は比較要素、８は第１
の判定要素、９は実効値演算要素、１０は第２の判定要
素、１１はＡＮＤ要素、１２は比率要素（第１の比較判
定要素）、１３は差動要素（第２の比較判定要素）であ
る。 特許出願人 三菱電機株式会社 第２図 ｍ＋ ｘＭａｘ（１１１’＋Ｉ２’ｌ、Ｉｎ亡”＋１’
−”ｌ ＞ＩＲ（抑制御ｌ鹿） 手続補正書（自発） Ｉｎ ｅｏ、ｙ、 ”Ｓ ｅ
の動作原理ブロック図、第２図は第１図のフローチャー
ト図、第３図はこの発明の位相特性の補償原理図、第４
図は従来の保護継電器の動作原理ブロック図、第５図は
一般的な保護継電器の動作特性図である。 図において、ｌは整流要素、２は第１の最大値導出要素
、３はベクトル加算要素、４は整流要素、５は記憶要素
、６は第２の最大値導出要素、７は比較要素、８は第１
の判定要素、９は実効値演算要素、１０は第２の判定要
素、１１はＡＮＤ要素、１２は比率要素（第１の比較判
定要素）、１３は差動要素（第２の比較判定要素）であ
る。 特許出願人 三菱電機株式会社 第２図 ｍ＋ ｘＭａｘ（１１１’＋Ｉ２’ｌ、Ｉｎ亡”＋１’
−”ｌ ＞ＩＲ（抑制御ｌ鹿） 手続補正書（自発） Ｉｎ ｅｏ、ｙ、 ”Ｓ ｅ
Claims (3)
- （１）複数系統からの電流量を取り込んでベクトル加算
するベクトル加算要素と、前記ベクトル加算要素の加算
量を記憶する記憶要素と、前記電流量の絶対値の瞬時最
大値を選出する第１の最大値導出要素と、前記ベクトル
加算要素、記憶要素、最大値導出要素の各出力を取り込
んだ第１の比較判定要素と、前記ベクトル加算要素、記
憶要素の出力を取り込んだ第２の比較判定要素と、前記
第１及び第２の比較判定要素の論理積をとり最終出力と
するＡＮＤ要素とを備えた保護継電器。 - （２）前記第１の比較判定要素の構成として、ベクトル
加算要素及び記憶要素の出力を取り込んで最大値を出力
する第２の最大値導出要素と、前記第１及び第２の最大
値導出要素の出力信号を比較する比較要素と、前記比較
要素とベクトル加算要素の出力をレベル判定する第１の
判定要素とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の保護継電器。 - （３）前記第２の比較判定要素の構成として、ベクトル
加算要素及び記憶要素の出力を取り込んで２乗和演算を
実行する実効値演算要素と、前記実効値演算要素の出力
を所定の定数値と比較する第２の判定要素とを備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保護継電器
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60066040A JPS61224823A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 保護継電器 |
| EP86104089A EP0196066B1 (en) | 1985-03-29 | 1986-03-25 | Protective relay |
| US06/845,258 US4689710A (en) | 1985-03-29 | 1986-03-28 | Protective relay for an electric power system including decision-making computer means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60066040A JPS61224823A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 保護継電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224823A true JPS61224823A (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=13304365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60066040A Pending JPS61224823A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61224823A (ja) |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60066040A patent/JPS61224823A/ja active Pending
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